适用于瘫痪病人的并联关节式助走外骨骼假肢

摘要

一种康复工程领域的适用于瘫痪病人的并联关节式助走外骨骼假肢，包括：髋关节、膝关节和踝关节，髋关节、膝关节和踝关节依次连接，组成人体下肢外骨骼假肢结构，髋关节由单自由度转动机构组成，包括谐波减速器有较大的传动比，能输出高扭矩；膝关节采用四连杆机构，采用蜗轮蜗杆和齿轮机构传动，利用蜗轮蜗杆的自锁性能，保持外骨骼假肢的屈曲状态，同时蜗轮蜗杆能传递大的扭矩；踝关节采用3－RPS并联机构，整体机构由上平台、三条主动支链导杆、下平台和足底支撑部分构成，具有三个自由度，可实现踝关节背屈，跖屈，内翻，外翻运动。发明的假肢设计结构紧凑、各关节转动范围大，能满足人体实际运动要求。

主权项

1、一种适用于瘫痪病人的并联关节式助走外骨骼假肢，包括：髋关节、膝关节和踝关节，髋关节、膝关节和踝关节依次连接，组成人体下肢外骨骼假肢结构，其特征在于：所述踝关节，包括：上平台、下平台、足底支撑板、第一主动支链导杆、第二主动支链导杆、第三主动支链导杆、仿人腿外套，其中：第一主动支链导杆、第二主动支链导杆、第三主动支链导杆的一端均与上平台活动连接，第一主动支链导杆、第二主动支链导杆、第三主动支链导杆的另一端均与下平台活动连接，足底支撑板由其两边的挡板和下平台固定连接，仿人腿外套与上平台固定连接；所述膝关节，包括：第一伺服电机、四连杆机构和传动机构，四连杆机构包括大腿外骨骼、小腿外骨骼、后连杆、蜗轮，传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和蜗杆，大腿外骨骼包括两块板，第一伺服电机固定大腿外骨骼内外两板中间，主动齿轮和第一伺服电机的输出轴固接，并和从动齿轮啮合，从动齿轮安装在蜗杆的轴端，蜗杆固定于大腿外骨骼的两块板之间，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮的另一端和小腿外骨骼通过轴承连接，蜗轮的转动中心通过支撑轴和大腿外骨骼连接，后连杆和大腿外骨骼、小腿外骨骼上的支撑轴连接；所述髋关节，包括：滚针轴承、谐波减速器、支撑座、支撑轴、同步带传动副、第二伺服电机、盖板、电机座，其中：第二伺服电机固定于电机座上，电机座固定在支撑座，第二伺服电机输出力矩由同步带传动副传递给支撑轴，支撑轴通过平键与谐波减速器连接，谐波减速器固定在盖板上，支撑轴与膝关节的大腿外骨骼连接，支撑轴安装在滚针轴承内，滚针轴承安装在支撑座上；所述踝关节的上平台与膝关节的小腿外骨骼固接，膝关节的大腿外骨骼通过滚动轴承和髋关节的支撑轴连接。